研究發現海洋細菌、大氣河流能促進冰雲的形成

研究發現海洋細菌、大氣河流能促進冰雲的形成。學分:uux.cn/地球物理研究快報(2023)。DOI: 10.1029
（神秘的地球uux.cn）據國家極地研究所：了解極地地區雲的形成對於辨別太陽輻射對極地冰蓋的影響是至關重要的。然而，現有的數值模型很難精確地複製冰雲。現在，利用真實世界的觀察和氣候數據，日本的研究人員發現，來自高緯度的溫暖潮濕氣流攜帶的海洋生物氣溶膠有助於南大洋高緯度地區冰雲的形成。
雲由微小的水滴、冰粒或兩者的混合物組成，是我們星球氣候係統的動態組成部分。它們在調節雲頂吸收或反射的陽光量方麵起著重要作用。根據雲的成分，雲在不同的高度形成，對氣候產生不同的影響。理解易受氣候變化影響的極地地區雲的形成尤為重要。這將為我們研究它們對冰蓋的影響提供關鍵信息。
雖然數值模型極大地提高了我們模擬雲形成的能力，但它們並沒有準確地解釋作為雲中冰晶形成起點的氣溶膠粒子是如何影響冰雲形成過程的。這些偏差會導致這些模型預測大氣中冰雲行為的方式出現錯誤。
為了提高代表雲形成的數字模型的準確性，日本國家極地研究所的助理教授Kazutoshi Sato和井上順利用真實世界的觀測以及衛星和氣候數據，揭示了由於海洋排放的生物氣溶膠而在南大洋形成冰雲的機製。
井上博士解釋說:“發展與海洋生物氣溶膠相關的冰雲形成知識，有助於提高數值模式中雲相的性能。”他們的發現最近發表在《地球物理研究快報》雜誌上。
它始於2022年11月至2023年3月期間對南極洲周圍的南大洋進行的一次探險。在那裏，研究人員觀察到溫度高於–10°c的冰雲在對流層中部形成。同時，他們注意到溫度低於–20°c的對流層上部的液態水雲。通常，冰雲在較冷的溫度下形成，因此研究人員有興趣了解為什麽這些冰雲出現在較溫和的溫度下。
通過反向軌跡分析，他們追蹤到了一股來自南非的溫暖潮濕的氣流。然後利用衛星數據，研究人員發現氣團在穿越中緯度南大洋時遇到了葉綠素a(一種與浮遊植物有關的色素)濃度高的區域。他們還發現，在水中有強大和強烈波浪的地區，空氣中二甲基硫(DMS)的含量較高。
為什麽DMS的存在在這裏值得注意？
DMS是一種含硫化合物，通常與浮遊植物的活動有關，它被認為是液態水雲形成的核心。它在大氣中的存在也是海洋細菌的指標。由於高波浪條件產生的海浪，這些細菌可以被釋放到大氣中。根據研究人員的說法，這股來自中緯度南大洋的潮濕暖空氣流中的海洋細菌充當了冰核顆粒，有助於南大洋高緯度地區高於預期溫度的冰雲的形成。
“使用雲粒子傳感器探測器，我們在高緯度溫度高於10°C的地方探測到冰雲，靠近來自中緯度的溫暖潮濕氣流。這些溪流通常被稱為大氣河流，”Sato博士說。
“AR在高波浪條件下接收來自中緯度海洋的海洋生物氣溶膠。這些生物氣溶膠到達了冰雲形成層。我們的觀察表明，這些通過AR傳播的海洋生物氣溶膠有助於在相對高溫的條件下形成冰雲。”
氣候模型在精確模擬高溫條件下冰雲的形成時遇到了困難。這項實驗研究的發現可以使氣候條件的數字模擬更加精確，特別是在脆弱的極地地區。